受激布里渊散射(StimulatedBrillouinscattering,SBS)由于具有脉宽压缩、相位共轭、高能量反射率等特性，受到科学家们的高度关注。近些年，SBS被广泛应用于光纤传感、光纤激光器、布里渊激光雷达海洋遥感探测等领域，但关于水中SBS产生的微观物理机制方面的一些基础问题还需要探究。
　　SBS是由强光波场与介质声波场的非线性相互作用产生，属于三阶非线性中的非弹性散射。强光波场与介质声波场相互作用，产生光致伸缩效应，导致介质内部的折射率发生周期性调制，将折射率的这种周期性调制视为光栅结构。由于水对激光的强烈吸收，导致这种光栅周期结构及折射率调制是非均匀的，因此通过分析产生受激布里渊散射的折射率函数调制和光栅周期分布情况，能够更好地理解SBS产生的微观机制，有利于更精确地分析受激布里渊散射的光谱特性。
　　本文首先对SBS的耦合波理论进行了推导，根据水中SBS的物理特征，分别构建了非均匀折射率调制分布函数以及非均匀周期调制分布函数两种折射率调制光栅模型，利用耦合波与传输矩阵相结合的计算方法对两种模型进行了模拟，并将模拟结果与实验测量结果进行了比较。强光波场在水中产生SBS，与一般自发线性散射过程有很大的不同。介质内部的折射率分布结构发生非线性、非均匀变化，这是传统的耦合波理论难以模拟的物理机制。本文修订的耦合波理论与传输矩阵方法，一方面可以模拟线性光栅结构的自发布里渊散射，模拟结果与传统的耦合波理论模拟结果吻合，该两种方法皆可以解释自发布里渊散射；另一方面，该方法可以模拟非线性、非均匀的SBS机制，这也是本文的创新点。本文重点研究入射光波长为532nm的激光光束在水中的反射光谱分布，分别模拟了光栅厚度、非均匀折射率调制系数以及非均匀周期调制系数对SBS反射光谱的影响。从模拟结果可以看出，随着光栅厚度的增加，SBS主峰的反射效率在逐渐增加；随着非均匀折射率调制系数的增加，反射光谱呈现出非对称性，反射光谱的带宽与光谱反射效率均在逐渐增大，此时长波方向上的峰值强度比短波方向上的强度高；随着非均匀周期调制系数的增加，反射光谱呈现出非对称性，长波方向的峰值大于主峰峰值即峰值出现红移，短波方向上的峰值强度几乎为零，这些结论体现了SBS的物理特征。本文还研究了温度对水中SBS的频移、线宽以及能量反射率的影响情况，并通过设计合理的实验进行对比，得到实验结果与理论结果相吻合，证明了模型的可靠性。